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Il polmone è composto dalle vie aeree, dagli alveoli e dagli interstizi. Le cellule immunitarie e non immunitarie risiedono all'interno di questi compartimenti per contribuire sia alla funzione polmonare omeostatica (scambio gassoso) che alla difesa dell'ospite contro gli insulti ambientali, come l'infezione virale. Le vie aeree grandi e piccole, o bronchi e bronchioli, sono rivestite da cellule epiteliali. Le cellule epiteliali predominanti in queste regioni sono le cellule club e ciliate che sono responsabili della secrezione di molecole protettive e della facilitazione della clearance mucociliare1. Gli alveoli sono le strutture più distali del polmone, rivestite da due tipi di cellule epiteliali, le cellule alveolari di tipo I (ATI) e le cellule alveolari di tipo II (ATII). Gli ATI sono responsabili dello scambio di gas e gli ATII secernono e riciclano i tensioattivi per garantire un'adeguata tensione superficiale 2,3. Gli ATII si autorinnovano e possono anche differenziarsi in ATI, un ruolo particolarmente rilevante dopo il danno polmonare4. Inoltre, gli ATII forniscono una nicchia di supporto per il principale tipo di cellule immunitarie che popolano la nicchia alveolare, i macrofagi alveolari (AM)5,6. Oltre all'epitelio, i fibroblasti, le cellule endoteliali e i macrofagi interstiziali (IM) (che possono essere associati sia ai nervi che ai vasi) comprendono l'interstizio 7,8,9,10. In risposta a infezioni e lesioni, numerose cellule polmonari muoiono e le cellule immunitarie, inclusi monociti e neutrofili, si infiltrano nel tessuto11,12. I monociti infiltranti i polmoni si differenziano in macrofagi e possono contribuire al compartimento dei macrofagi a lungo termine13.
Gli attuali metodi per preparare sospensioni di singole cellule dal polmone di topo sono generalmente a base di collagenasi e richiedono la dissociazione fisica del tessuto14. Ciò può comportare un basso numero di popolazioni di cellule non immunitarie vitali. Alcuni protocolli per isolare le cellule epiteliali sono basati sulla dispasi e producono proporzioni più elevate di cellule epiteliali vive; Tuttavia, questi protocolli generalmente non indagano la resa e la vitalità delle cellule immunitarie 15,16,17. La citometria a flusso è un metodo comune utilizzato per distinguere le popolazioni cellulari all'interno di un tessuto digerito. Al basale, il gating della citometria a flusso per AM, IM, monociti e neutrofili è chiaramente delineato. Tuttavia, durante l'infiammazione, il processo di gating diventa variabile e difficile da interpretare a causa del continuum nell'espressione del marcatore di superficie dei monociti infiltranti che si differenziano in macrofagi. Pertanto, il protocollo qui presentato delinea anche le strategie di gating per identificare le popolazioni di cellule mieloidi di interesse dopo l'infezione.
Una robusta dissociazione delle cellule epiteliali e mieloidi polmonari è essenziale per discernere le loro funzioni omeostatiche e infiammatorie. Un metodo per isolare questi compartimenti cellulari in parallelo consentirà l'analisi a valle dei tipi di cellule chiave che mantengono la salute e guidano la malattia. Una panoramica schematica del flusso di lavoro di questo protocollo è disponibile nella Figura 1.